Conseguir un endurecemento dente a dente de alta calidade de engrenaxes grandes con calefacción por indución
Na industria manufacturera, as engrenaxes grandes xogan un papel fundamental en varias aplicacións, como maquinaria pesada, turbinas eólicas e equipos industriais. Para garantir a súa durabilidade e rendemento, é fundamental aplicar un proceso de endurecemento dos dentes do engrenaxe. Un dos métodos máis eficaces para lograr o endurecemento dente a dente en grandes engrenaxes é mediante o quecemento por indución.
Calefacción de indución é un proceso que utiliza a indución electromagnética para quentar rapidamente a superficie dos dentes do engrenaxe. Ao aplicar unha corrente alterna de alta frecuencia a unha bobina, xérase un campo magnético, que induce correntes de Foucault na superficie do dente do engrenaxe. Estas correntes de Foucault crean quecemento localizado, permitindo un endurecemento preciso e controlado de cada dente individual.
O endurecemento dente a dente mediante o quecemento por indución ofrece varias vantaxes sobre outros métodos de endurecemento. En primeiro lugar, garante unha distribución uniforme da dureza entre os dentes das engrenaxes, o que resulta nunha mellora da resistencia ao desgaste e da capacidade de carga. Isto é particularmente crucial para engrenaxes grandes que están sometidas a cargas pesadas e condicións de operación duras.
En segundo lugar, o quecemento por indución permite o endurecemento selectivo, o que significa que só se quentan os dentes da engrenaxe, mentres que o resto da engrenaxe permanece relativamente inalterado. Isto minimiza o risco de distorsión ou deformación, que pode ocorrer con outros métodos de tratamento térmico que implican quentar todo o equipo. O control preciso sobre o proceso de quecemento permite un endurecemento específico, o que resulta nunha engrenaxe de alta calidade e dimensionalmente estable.
Indución endurecemento de engrenaxes de tamaño pequeno, medio e grande realízase mediante unha técnica dente a dente ou método de circunvalación. Dependendo do tamaño da engrenaxe, do patrón de dureza requirido e da xeometría, as engrenaxes son endurecidas por indución rodeando toda a engrenaxe cunha bobina (o chamado "endurecemento por rotación das engrenaxes") ou, para engrenaxes máis grandes, quentándoas "dente a dente". , onde se pode conseguir un resultado de endurecemento máis preciso, aínda que o proceso é moito máis lento.
Endurecemento dente a dente de grandes engrenaxes
O método dente por dente pódese facer en dúas técnicas alternativas:
"tip-by-tip" aplica un modo de quecemento dun só tiro ou modo de exploración, un indutor rodea o corpo dun só dente. Este método úsase raramente porque non proporciona a fatiga e resistencia ao impacto necesarias.
Unha técnica de endurecemento "gap-by-gap" máis popular aplica só un modo de dixitalización. Require que o indutor estea situado de forma simétrica entre dous flancos dos dentes adxacentes. As taxas de exploración do indutor adoitan estar entre 6 mm/seg e 9 mm/seg.
Utilízanse dúas técnicas de dixitalización:
– o indutor está estacionario e a engrenaxe é móbil
- a engrenaxe está estacionaria e o inductor é móbil (máis popular cando se endurecen engrenaxes de gran tamaño)
O indutor de endurecemento por indución
A xeometría do indutor depende da forma dos dentes e do patrón de dureza requirido. Os indutores poden deseñarse para quentar só a raíz e/ou o flanco do dente, deixando a punta e o núcleo do dente suaves, resistentes e dúctiles.
A simulación axuda a evitar o sobrequecemento
Ao desenvolver procesos de endurecemento de engrenaxe dente a dente, débese prestar especial atención aos efectos electromagnéticos dos extremos/bordes e á capacidade de proporcionar o patrón necesario nas áreas dos extremos das engrenaxes.
Ao escanear un dente de engrenaxe, a temperatura distribúese entre as raíces e os flancos das engrenaxes de forma bastante uniforme. Ao mesmo tempo, dado que a corrente de Foucault fai un camiño de retorno polo flanco e, especialmente pola punta do dente, débese ter o coidado adecuado para evitar o sobrequecemento das rexións da punta dos dentes, en particular ao comezo e ao final do endurecemento da exploración. . Unha simulación pode axudar a previr estes efectos non desexados antes de desenvolver o proceso.
Exemplo de simulación
Escaneado dente por dente caso de endurecemento de engrenaxe a 12 kHz.
O arrefriamento por pulverización tamén se simula, pero non é visible nas imaxes de resultados. Aplícase un efecto de arrefriamento ás caras superior e lateral dos dous dentes, ademais de mover a zona de arrefriamento seguindo o indutor.
Perfil endurecido 3D en cor gris:
Corte vertical de perfil endurecido 2D: CENOS permítelle visualizar facilmente como o perfil endurecido se fai máis profundo se a potencia non se reduce ou se apaga preto do final da engrenaxe. 
Densidade de corrente na engrenaxe:
Ademais, o quecemento por indución ofrece velocidades rápidas de quecemento e arrefriamento, reducindo o tempo de procesamento global en comparación cos métodos convencionais. Isto é especialmente vantaxoso para engrenaxes grandes, xa que axuda a mellorar a eficiencia da produción e reducir os custos.
Para conseguir o endurecemento dente a dente de grandes engrenaxes mediante calefacción por indución, é necesario un equipo especializado. O sistema de calefacción por indución normalmente consiste nunha fonte de alimentación, unha bobina ou indutor e un sistema de refrixeración. O engrenaxe sitúase na bobina, e a fonte de alimentación actívase para xerar a calor necesaria. Os parámetros do proceso, como a potencia, a frecuencia e o tempo de quecemento, son coidadosamente controlados para acadar o perfil de dureza desexado.
En conclusión, o endurecemento dente a dente de grandes engrenaxes mediante calefacción por indución é un método altamente eficaz e eficiente. Asegura a distribución uniforme da dureza, o endurecemento selectivo e os tempos de procesamento rápidos, obtendo engrenaxes duradeiros e de alta calidade. Se estás implicado na fabricación de engrenaxes grandes, tendo en conta a implementación do quecemento por indución para o endurecemento dente a dente pode mellorar significativamente o rendemento e a lonxevidade dos teus produtos.
